El ciclo de Krebs (tambin llamado ciclo del cido ctrico o ciclo de los cidos tricarboxlicos) es una ruta metablica, es decir, una sucesin de reacciones qumicas, que forma parte de la respiracin celular en todas las clulas aerbicas. En organismos aerbicos, el ciclo de Krebs es parte de la va catablica que realiza la oxidacin de glcidos, cidos grasos y aminocidos hasta producir CO2, liberando energa en forma utilizable (poder reductor y GTP).

CICLO DE KREBS

Serie de 8 reacciones que oxidan una molcula de Acetil CoA.Generando ATP, NADH Y FADH.Es aerobio.MitocondriaVia final comn para la oxidacin de H.C., grasas y protenas.Cada vuelta proporciona 12 mol de ATP

Etapas:

1.-Produccin de Acetil Coenzima-A.

2.-Oxidacin de la Acetil Coenzima-A.

3.-Transferencia de electrones y sntesis de ATP (fosforilacin Oxidativa).

Ciclo de Krebs

Ciclo de Krebs:

Por cada molcula de piruvato que se oxida en el ciclo se liberan 3 molculas de CO2:

Una durante la formacin de acetil-CoA

Una por la descarboxilacin del isocitrato

Una por la descarboxilacin del a-ceto-glutarato.

Esquema del Ciclo de Krebs

Reaccin general catalizada por el complejo Piruvato deshidrogenasa. En esta reaccin participan 5 coenzimas y 3 enzimas que conforman el complejo enzimtico.

La oxidacin del piruvato a Ac-CoA es catalizada por el complejo multienzimtico de la piruvato deshidrogenasa (PDH), el proceso que es muy complicado:

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Coenzima A (CoA). Un grupo OH del cido pantotnico se encuentra unido a un residuo de ADP modificado, mediante un enlace ster fosfato, y su grupo carboxilo est unido a la b-mercaptoetanolamina en un enlace amida. El grupo OH del C 3 del ADP tiene un grupo fosforilo que no se encuentra en el ADP. El grupo SH de la b-mercaptoetanolamina forma un tioster con el acetato en la Acetil-CoA mostrada en azul.

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Formacin del cido Ctrico

La enzima citrato sintasa (enzima condensante) lleva a cabo una condensacin aldlica entre el metilo del Ac-CoA y el carbonilo del oxaloacetato, en la reaccin se hidroliza el tioster y se forma el CoA-SH (succinil-CoA).

La citrato sintasa en inhibida por succinil-CoA, ATP, NADPH, steres de CoA y cidos grasos de cadena larga (18C).

CITRATO SINTASA

(a)Forma abierta de una enzima sola; (b)Forma cerrada unida con oxalacetato (amarillo) y un anlogo estable del acetil CoA (rojo).

Conversin de Citrato a Isocitrato

Isomerizacion: 2 pasos pasos (deshidratacion y rehidratacion) La aconitasa cataliza la interconversin entre estos ismeros. La enzima contiene Fe(II) y necesita un tiol como cistena o glutatin (Glu-Cys-Gly) para efectuar la reaccin.

Formacin del a-cetoglutarato 6C 5C

Es una descarboxilacin oxidativa del isocitrato para formar -ceto(oxo)glutarato y la generacin de la primera molcula de CO2 y NADH del ciclo. La enzima que cataliza la reaccin es la isocitrato deshidrogenasa, que existe en dos isoformas:Dependiente de NAD+ que slo se encuentra en mitocondria (Principal catalizador de esta va, necesita ADP como modulador positivo, asi como Mg2+)Dependiente de NADP+ que tambin est en citoplasma.(No es alostrica).

Formacin del a-cetoglutarato

Formacin del Succinil-Co-A

Es una oxidacin irreversible del -ceto (oxo)glutarato, proceso catalizado por el complejo de la -ceto(oxo)glutarato deshidrogenasa que consiste en la descarboxilacin oxidativa de un cetocido (-ceto(oxo)glutarato), liberando el segundo CO2 y NADH del ciclo del cido ctrico. Coenzimas: TPP,FAD, acido lipoico, NAD y CoA.

Formacin del Succinil-Co-A

Formacin del Succinato

Formacin del Fumarato

La oxidacin del succinato es catalizada por la succinato deshidrogenasa, flavoprotena que contiene FAD unido covalentemente. Esta enzima est unida a la membrana interna mitocondrial, el FAD acta como un aceptor de hidrgenos en la reaccin.

Formacin del Fumarato

Formacin del Malato

La hidratacin reversible del fumarato a L-malato es catalizada por la fumarasa, que es una enzima hidratasa.Esta enzima es Inhibida por ATP, y es estereoespecfica para su substrato.

Formacin del Malato

Formacin del Oxalacetato

Es la ltima reaccin del ciclo. La enzima malato deshidrogenasa NAD+ dependiente cataliza la oxidacin del L-malato a oxaloacetato. Es una enzima estereoespecfica, se encuentran 2 isoformas en animales, una mitocondrial y otra citoplsmica.

Formacin del Oxalacetato

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El acetil-CoA (Acetil Coenzima A) es el principal precursor del ciclo.

El cido ctrico (6 carbonos) o citrato se regenera en cada ciclo por condensacin de un acetil-CoA (2 carbonos) con una molcula de oxaloacetato (4 carbonos).

El citrato produce en cada ciclo una molcula de oxaloacetato y dos CO2, por lo que el balance neto del ciclo es:

Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O CoA-SH + 3 (NADH + H+) + FADH2 + GTP + 2 CO2

Los dos carbonos del Acetil-CoA son oxidados a CO2, y la energa que estaba acumulada es liberada en forma de energa qumica: GTP y poder reductor (electrones de alto potencial): NADH y FADH2. NADH y FADH2 son coenzimas (molculas que se unen a enzimas) capaces de acumular la energa en forma de poder reductor para su conversin en energa qumica en la fosforilacin oxidativa.

El FADH2 de la succinato deshidrogenasa, al no poder desprenderse de la enzima, debe oxidarse nuevamente in situ. El FADH2 cede sus dos hidrgenos a la ubiquinona (coenzima Q), que se reduce a ubiquinol (QH2) y abandona la enzima.

Sitios de regulacin del

ciclo de Krebs.

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Papel del cido ctrico en el anabolismo. Los intermediarios del ciclo son precursores en muchas rutas biosintticas.

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Resumen:

CompuestoEnzimaProducto finalPiruvatoPiruvato deshidrogenasaAcetil-Co-AAcetil-CoACitrato cintetazaCitratoCitratoAconitasaIsocitratoIsocitratoIsocitrato deshidrogenasaa-Cetoglutaratoa-Cetoglutaratoa-Cetoglutarato deshidrogenasaSuccinil-CoASuccinil-CoASuccinil-CoA sintetasaSuccinatoSuccinatoSuccinato deshidrogenasaFumaratoFumaratoFumarasa (hidratasa)MalatoMalatoMalato deshidrogenasaOxalacetato